芯耀
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一、前言
1.1 項(xiàng)目介紹
【1】項(xiàng)目功能
隨著全球農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，以及物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，智慧農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)?；诰珳?zhǔn)感知、智能控制和遠(yuǎn)程管理的智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)能夠顯著提升農(nóng)作物生產(chǎn)效率，降低資源消耗，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好型可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
在當(dāng)前背景下，我國(guó)正大力推進(jìn)數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)，智慧農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)作為其中的重要組成部分，對(duì)于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精細(xì)化管理水平，解決傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中信息獲取不及時(shí)、人工管理成本高、決策缺乏科學(xué)依據(jù)等問題具有重要作用。
本設(shè)計(jì)開發(fā)一套基于STM32F103RCT6主控芯片的智慧農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)，通過集成DHT11溫濕度傳感器、BH1750光照強(qiáng)度傳感器以及土壤濕度檢測(cè)傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)田環(huán)境和作物生長(zhǎng)狀態(tài)，并在超出閾值時(shí)通過蜂鳴器報(bào)警，提醒管理人員進(jìn)行灌溉、施肥等操作。同時(shí)，采用NBIoT通信技術(shù)（BC26模塊）將采集到的數(shù)據(jù)上傳至云端，利用EMQX開源MQTT服務(wù)器框架部署于華為云ECS服務(wù)器上的MQTT服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程展示與處理。
系統(tǒng)支持微信小程序遠(yuǎn)程控制功能，使得農(nóng)戶或管理者可以隨時(shí)隨地查看農(nóng)田環(huán)境參數(shù)、接收預(yù)警信息，并能遠(yuǎn)程手動(dòng)控制灌溉設(shè)備、補(bǔ)光燈等，大大提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化和便捷性。此項(xiàng)目的實(shí)施不僅有助于推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)信息化水平的提升，也有利于農(nóng)業(yè)資源的高效利用，對(duì)保障國(guó)家糧食安全、促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收具有重要意義。
【2】設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能
（1）實(shí)時(shí)環(huán)境監(jiān)測(cè)：系統(tǒng)通過集成的DHT11溫濕度傳感器、BH1750光照強(qiáng)度傳感器以及土壤濕度檢測(cè)傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)田環(huán)境中的溫度、濕度、光照強(qiáng)度和土壤含水量等關(guān)鍵參數(shù)。當(dāng)這些參數(shù)超過或低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)觸發(fā)蜂鳴器報(bào)警，提醒管理人員關(guān)注并采取相應(yīng)措施。
（2）自動(dòng)化管理與預(yù)警：根據(jù)土壤濕度傳感器檢測(cè)的數(shù)據(jù)，如果土壤濕度低于設(shè)定的適宜作物生長(zhǎng)的含水量閥值，則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提醒管理者進(jìn)行灌溉操作。同時(shí)，可以按照預(yù)設(shè)周期發(fā)送施肥提醒，以確保農(nóng)作物在最佳時(shí)期得到充足的水分和養(yǎng)分供應(yīng)。
（3）遠(yuǎn)程控制功能：利用NBIoT通信技術(shù)（BC26模塊）將現(xiàn)場(chǎng)采集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)上傳至云端MQTT服務(wù)器，并通過微信小程序?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程訪問和展示。用戶可以通過微信小程序查看實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以及對(duì)農(nóng)田設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程手動(dòng)控制，如啟動(dòng)或關(guān)閉5V抽水泵進(jìn)行灌溉，開啟或關(guān)閉白色LED補(bǔ)光燈調(diào)節(jié)光照條件。
（4）數(shù)據(jù)上云與分析：基于EMQX開源MQTT服務(wù)器框架搭建的MQTT服務(wù)器，能夠接收并處理STM32主控板傳輸?shù)霓r(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)，并對(duì)接微信小程序平臺(tái)，為用戶提供直觀易懂的數(shù)據(jù)圖表和分析結(jié)果，便于農(nóng)戶或農(nóng)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行科學(xué)決策和精準(zhǔn)管理。
【3】項(xiàng)目硬件模塊組成
（1）主控模塊： 采用STM32F103RCT6微控制器作為核心控制單元，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行和管理。STM32F103RCT6具有豐富的外設(shè)接口、強(qiáng)大的處理能力和低功耗特性，能夠?qū)崟r(shí)處理傳感器數(shù)據(jù)、執(zhí)行邏輯判斷，并通過無線通信模塊發(fā)送和接收指令。
（2）環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊：
- 溫濕度監(jiān)測(cè)：使用DHT11溫濕度傳感器采集農(nóng)田環(huán)境的溫度和濕度信息。
- 光照強(qiáng)度監(jiān)測(cè)：采用BH1750光照強(qiáng)度傳感器測(cè)量農(nóng)田的光照強(qiáng)度。
- 土壤濕度檢測(cè)：使用土壤濕度檢測(cè)傳感器獲取作物生長(zhǎng)區(qū)域的土壤含水量數(shù)據(jù)。
（3）控制輸出模塊：
- 補(bǔ)光燈控制：配置白色LED燈作為補(bǔ)光光源，根據(jù)光照強(qiáng)度監(jiān)測(cè)結(jié)果，通過STM32主控板進(jìn)行智能調(diào)節(jié)或遠(yuǎn)程手動(dòng)控制。
- 灌溉系統(tǒng)控制：采用5V抽水泵配合繼電器實(shí)現(xiàn)灌溉功能，當(dāng)土壤濕度低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，STM32主控板將控制繼電器閉合，啟動(dòng)抽水泵進(jìn)行灌溉；反之則停止灌溉。
（4）無線通信模塊： 集成NBIoT-BC26模塊，實(shí)現(xiàn)與云端服務(wù)器的數(shù)據(jù)交互。該模塊具備廣覆蓋、低功耗、大連接的特點(diǎn)，可確保在各種復(fù)雜農(nóng)業(yè)環(huán)境中穩(wěn)定地傳輸數(shù)據(jù)至MQTT服務(wù)器。
（5）報(bào)警模塊： 系統(tǒng)配備蜂鳴器用于異常情況報(bào)警，當(dāng)環(huán)境參數(shù)超出設(shè)定范圍時(shí)，主控板會(huì)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出聲音警報(bào)。
1.2 設(shè)計(jì)思路
（1）系統(tǒng)需求分析：根據(jù)智慧農(nóng)業(yè)管理的實(shí)際需求，確定需要監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵環(huán)境參數(shù)（溫度、濕度、光照強(qiáng)度和土壤濕度），以及必要的控制功能（灌溉、補(bǔ)光燈控制等）。同時(shí)考慮遠(yuǎn)程監(jiān)控與預(yù)警的需求，規(guī)劃通過NBIoT通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳及遠(yuǎn)程操控。
（2）硬件選型與設(shè)計(jì)：
- 主控芯片選擇STM32F103RCT6，因其具有豐富的外設(shè)接口、強(qiáng)大的處理能力和低功耗特性，能夠滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與控制的要求。
- 選用DHT11作為溫濕度傳感器，BH1750作為光照強(qiáng)度傳感器，以及土壤濕度檢測(cè)傳感器，分別獲取農(nóng)田環(huán)境的基本信息。
- 設(shè)計(jì)灌溉系統(tǒng)，使用5V抽水泵配合繼電器控制灌溉，以響應(yīng)土壤濕度的監(jiān)測(cè)結(jié)果。
- 采用白色LED燈作為補(bǔ)光光源，并接入主控板進(jìn)行智能調(diào)節(jié)或遠(yuǎn)程控制。
- 配備蜂鳴器用于異常情況報(bào)警。
- 選用NBIoT-BC26模塊確保無線通信穩(wěn)定可靠，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上云。
（3）軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)：
- 開發(fā)STM32的嵌入式軟件程序，負(fù)責(zé)讀取各傳感器數(shù)據(jù)，執(zhí)行邏輯判斷，如環(huán)境參數(shù)超限時(shí)觸發(fā)報(bào)警、根據(jù)土壤濕度自動(dòng)或手動(dòng)控制灌溉、周期性提醒施肥等操作。
- 實(shí)現(xiàn)NBIoT通信協(xié)議棧，將現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)通過BC26模塊發(fā)送至云端MQTT服務(wù)器。
- 在云端部署EMQX開源MQTT服務(wù)器框架，接收并存儲(chǔ)前端設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)。
- 開發(fā)微信小程序客戶端，對(duì)接MQTT服務(wù)器，展示農(nóng)田環(huán)境的各項(xiàng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，提供遠(yuǎn)程手動(dòng)控制界面。
1.3 傳感器功能介紹
（1）DHT11溫濕度傳感器：
- 功能：用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)田環(huán)境中的溫度和相對(duì)濕度。
- 特點(diǎn)：DHT11是一種低成本、低功耗的數(shù)字式溫濕度復(fù)合傳感器，提供了一體化的解決方案。它能夠直接輸出經(jīng)過校準(zhǔn)的數(shù)字信號(hào)，便于微處理器直接讀取，無需復(fù)雜的信號(hào)處理電路。
（2）BH1750光照強(qiáng)度傳感器：
- 功能：測(cè)量農(nóng)田或溫室內(nèi)的光照強(qiáng)度（照度），以判斷當(dāng)前光照條件是否滿足作物生長(zhǎng)需求。
- 特點(diǎn)：BH1750是一款I(lǐng)2C接口的數(shù)字光照強(qiáng)度傳感器，具有高精度和寬量程的特點(diǎn)，可精確檢測(cè)光照強(qiáng)度，并支持多種分辨率模式切換以適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景。
（3）土壤濕度檢測(cè)傳感器：
- 功能：用于監(jiān)測(cè)種植區(qū)域土壤的水分含量，作為決定灌溉與否的重要依據(jù)。
- 特點(diǎn)：這類傳感器通常采用電容式、電阻式或者頻域反射(FDR)等原理來檢測(cè)土壤濕度，通過轉(zhuǎn)換為電信號(hào)變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤含水量的非破壞性測(cè)定。其特點(diǎn)是能反映土壤實(shí)際濕潤(rùn)狀況，幫助實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉。
（4）蜂鳴器報(bào)警模塊：
- 功能：雖然不是傳統(tǒng)意義上的傳感器，但在本系統(tǒng)中作為報(bào)警裝置使用，當(dāng)環(huán)境參數(shù)超出預(yù)設(shè)閾值時(shí)，由主控芯片STM32控制蜂鳴器發(fā)出聲音警報(bào)，提醒管理人員及時(shí)處理異常情況。
（5）5V抽水泵與繼電器組合：
- 功能：抽水泵與繼電器配合實(shí)現(xiàn)灌溉功能，繼電器根據(jù)土壤濕度傳感器的數(shù)據(jù)反饋控制抽水泵的開關(guān)狀態(tài)，達(dá)到智能灌溉的目的。
- 特點(diǎn)：繼電器作為電子開關(guān)，可以遠(yuǎn)程控制大電流設(shè)備如抽水泵的通斷，實(shí)現(xiàn)小電流控制大電流，同時(shí)隔離了主控制器與負(fù)載之間的電氣連接，提高了系統(tǒng)的安全性。
（6）NBIoT-BC26模塊：
- 功能：作為物聯(lián)網(wǎng)通信組件，負(fù)責(zé)將采集到的各種數(shù)據(jù)無線傳輸至云端服務(wù)器，同時(shí)也接收來自云端的控制指令，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交互和控制。
- 特點(diǎn)：NBIoT（窄帶物聯(lián)網(wǎng)）技術(shù)具有低功耗、廣覆蓋、大連接的優(yōu)點(diǎn)，特別適合于智慧農(nóng)業(yè)這種需要大面積部署且網(wǎng)絡(luò)連接要求穩(wěn)定的場(chǎng)景。BC26模塊是基于NBIoT標(biāo)準(zhǔn)的通信模塊，具備良好的網(wǎng)絡(luò)兼容性和穩(wěn)定性。
1.4 開發(fā)工具的選擇
STM32的編程語(yǔ)言選擇C語(yǔ)言，C語(yǔ)言執(zhí)行效率高，大學(xué)里主學(xué)的C語(yǔ)言，C語(yǔ)言編譯出來的可執(zhí)行文件最接近于機(jī)器碼，匯編語(yǔ)言執(zhí)行效率最高，但是匯編的移植性比較差，目前在一些操作系統(tǒng)內(nèi)核里還有一些低配的單片機(jī)使用的較多，平常的單片機(jī)編程還是以C語(yǔ)言為主。C語(yǔ)言的執(zhí)行效率僅次于匯編，語(yǔ)法理解簡(jiǎn)單、代碼通用性強(qiáng)，也支持跨平臺(tái)，在嵌入式底層、單片機(jī)編程里用的非常多，當(dāng)前的設(shè)計(jì)就是采用C語(yǔ)言開發(fā)。
開發(fā)工具選擇Keil，keil是一家世界領(lǐng)先的嵌入式微控制器軟件開發(fā)商，在2015年，keil被ARM公司收購(gòu)。因?yàn)楫?dāng)前芯片選擇的是STM32F103系列，STMF103是屬于ARM公司的芯片構(gòu)架、Cortex-M3內(nèi)核系列的芯片，所以使用Kile來開發(fā)STM32是有先天優(yōu)勢(shì)的，而keil在各大高校使用的也非常多，很多教科書里都是以keil來教學(xué)，開發(fā)51單片機(jī)、STM32單片機(jī)等等。目前作為MCU芯片開發(fā)的軟件也不只是keil一家獨(dú)大，IAR在MCU微處理器開發(fā)領(lǐng)域里也使用的非常多，IAR擴(kuò)展性更強(qiáng)，也支持STM32開發(fā)，也支持其他芯片，比如：CC2530,51單片機(jī)的開發(fā)。從軟件的使用上來講，IAR比keil更加簡(jiǎn)潔，功能相對(duì)少一些。如果之前使用過keil，而且使用頻率較多，已經(jīng)習(xí)慣再使用IAR是有點(diǎn)不適應(yīng)界面的。
二、EMQX開源MQTT服務(wù)器框架
EMQX是一款開源的、云原生的分布式物聯(lián)網(wǎng)MQTT消息服務(wù)器，設(shè)計(jì)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)高可靠性，并支持承載海量物聯(lián)網(wǎng)終端的MQTT連接，以及在海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備間實(shí)現(xiàn)低延時(shí)消息路由?；贓rlang/OTP平臺(tái)開發(fā)，充分利用了Erlang/OTP的軟實(shí)時(shí)、低延時(shí)和分布式特性。
以下是EMQX服務(wù)器框架的詳細(xì)介紹：
（1）可擴(kuò)展性：EMQX支持億級(jí)的MQTT服務(wù)訂閱，單節(jié)點(diǎn)能夠支持500萬MQTT設(shè)備連接，集群可擴(kuò)展至1億并發(fā)MQTT連接。這種強(qiáng)大的擴(kuò)展能力使其能夠適應(yīng)不同規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
（2）安全性：EMQX提供了多種安全機(jī)制，包括SSL/TLS、密碼認(rèn)證、增強(qiáng)認(rèn)證和ACL（訪問控制列表）等，以保障數(shù)據(jù)傳輸和訪問的安全性。
（3）規(guī)則引擎：EMQX內(nèi)置了基于SQL的規(guī)則引擎，能夠?qū)崟r(shí)過濾、轉(zhuǎn)換和處理消息，提供靈活的消息處理機(jī)制。這使得應(yīng)用程序能夠根據(jù)業(yè)務(wù)需求對(duì)消息進(jìn)行靈活處理。
（4）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：EMQX企業(yè)版還提供了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，將客戶端上下線狀態(tài)、訂閱關(guān)系、離線消息、消息內(nèi)容以及消息回執(zhí)等操作記錄到各種數(shù)據(jù)庫(kù)中。這一功能在服務(wù)崩潰或客戶端異常離線后，能夠保留數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的完整性和可靠性。
（5）集群設(shè)計(jì)：EMQX采用Masterless的大規(guī)模分布式集群架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的高可用性和水平擴(kuò)展。集群設(shè)計(jì)包括維護(hù)訂閱表、路由表和主題樹等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)消息轉(zhuǎn)發(fā)和投遞給各節(jié)點(diǎn)上的訂閱者。
（6）協(xié)議支持：EMQX完全支持MQTT 5.0和3.x協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，提供了更好的伸縮性、安全性和可靠性。同時(shí)，它還提供了對(duì)多種其他協(xié)議的支持，如WebSocket、TCP、SSL/TLS等。
（7）易用性：EMQX提供了豐富的API和插件管理功能，使得用戶可以方便地查看在線客戶端信息、踢出客戶端、管理插件狀態(tài)等。它還提供了可視化的管理界面和調(diào)試工具，方便用戶進(jìn)行監(jiān)控和管理。
三、購(gòu)買ECS云服務(wù)器
3.1 登錄官網(wǎng)
https://www.huaweicloud.com/
3.2 購(gòu)買ECS服務(wù)器
【1】選擇ECS彈性服務(wù)器
【2】選擇ECS服務(wù)器的區(qū)域、配置信息、操作系統(tǒng)（我選擇的Ubuntu18.04 64位）。
【3】購(gòu)買彈性公網(wǎng)IP，配置帶寬。
【4】配置密碼
【5】選擇購(gòu)買時(shí)長(zhǎng)，我這里選擇了1個(gè)月時(shí)長(zhǎng)
【6】確認(rèn)付費(fèi)付款
收到郵件提醒，服務(wù)器創(chuàng)建成功。 （為了寫教程，花費(fèi)320元，買了一個(gè)月服務(wù)器）
【7】返回彈性服務(wù)器的控制臺(tái)
【8】點(diǎn)擊服務(wù)器名字，可以進(jìn)入到詳情頁(yè)面。
3.3 配置安全組
要確保MQTT服務(wù)器常用的幾個(gè)端口已經(jīng)開放出出來。
3.4 安裝FinalShell
Windows下安裝 FinalShell 終端，方便使用SSH協(xié)議遠(yuǎn)程登錄到云服務(wù)器。 （當(dāng)然，使用其他方式登錄也是一樣的）
3.5 遠(yuǎn)程登錄到云服務(wù)器終端
【1】新建連接，選擇SSH連接。
【2】填入IP地址、用戶名、密碼
這里的主機(jī)就是填服務(wù)器的公網(wǎng)IP地址，密碼就是創(chuàng)建服務(wù)器輸入的密碼，用戶名直接用root。
【3】點(diǎn)擊連接服務(wù)器
【4】第一次登錄會(huì)彈出提示框，選擇接受并保存
【5】接下來可以看到服務(wù)器已經(jīng)登錄成功了。
四、Linux下安裝EMQX
本章節(jié)將介紹如何在 Ubuntu 系統(tǒng)中下載安裝并啟動(dòng) EMQX。
支持的 Ubuntu 版本：
- Ubuntu 22.04
- Ubuntu 20.04
- Ubuntu 18.04
4.1 官網(wǎng)地址
鏈接：https://www.emqx.io/docs/zh/v5.2/deploy/install-ubuntu.html
4.2 通過Apt源安裝
EMQX 支持通過 Apt 源安裝，免除了用戶需要手動(dòng)處理依賴關(guān)系和更新軟件包等的困擾，具有更加方便、安全和易用等優(yōu)點(diǎn)。
在命令行終端，復(fù)制下面的命令過去，按下回車鍵。
【1】通過以下命令配置 EMQX Apt 源：
curl -s https://assets.emqx.com/scripts/install-emqx-deb.sh | sudo bash
【2】運(yùn)行以下命令安裝 EMQX：
sudo apt-get install emqx
【3】運(yùn)行以下命令啟動(dòng) EMQX：
sudo systemctl start emqx
過程如下：
4.3 EMQX常用的命令
sudo systemctl emqx start 啟動(dòng)
sudo systemctl emqx stop 停止
sudo systemctl emqx restart 重啟
五、配置EMQX服務(wù)器
5.1 登錄EMQX內(nèi)置管理控制臺(tái)
EMQX 提供了一個(gè)內(nèi)置的管理控制臺(tái)，即 EMQX Dashboard。方便用戶通過 Web 頁(yè)面就能輕松管理和監(jiān)控 EMQX 集群，并配置和使用所需的各項(xiàng)功能。
在瀏覽器里輸入: http://122.112.225.194:18083 就可以訪問EMQX的后臺(tái)管理頁(yè)面?？梢怨芾硪赃B接的客戶端或檢查運(yùn)行狀態(tài)。
這里面的IP地址，就是自己ECS云服務(wù)器的公網(wǎng)IP地址。
打開瀏覽器后，輸入地址后打開的效果：
默認(rèn)用戶名和密碼：
用戶名：admin
密碼：public
第一次登錄會(huì)提示你修改新密碼，如果不想設(shè)置，也可以選擇跳過（公網(wǎng)服務(wù)器部署，還是要修改密碼安全些）。
下面修改新密碼：
登錄成功的頁(yè)面顯示如下：
5.2 MQTT配置
這里可以配置MQTT的一些參數(shù)，根據(jù)自己的需求進(jìn)行配置。
5.3 測(cè)試MQTT通信
新建一個(gè)客戶端，點(diǎn)擊連接。
連接之后，然后點(diǎn)擊訂閱，和發(fā)布，如果下面消息能正常的接收。說明MQTT服務(wù)器通信是已經(jīng)正常，沒問題了。
并且在這個(gè)頁(yè)面也可以看到主題發(fā)布和主題訂閱的格式。
5.4 MQTT客戶端登錄服務(wù)器測(cè)試
接下來就打開我們自己的MQTT客戶端登錄MQTT服務(wù)器進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)的通信。
端口選擇: 1883
根據(jù)軟件參數(shù)填入?yún)?shù)，登錄，進(jìn)行主題的發(fā)布和訂閱。
說明： 目前還沒有配置客戶端認(rèn)證，現(xiàn)在只要IP和端口輸入正確，MQTT三元組可以隨便輸入，都可以登錄上服務(wù)器的，服務(wù)器沒有對(duì)三元組做校驗(yàn)。
EMQ X 默認(rèn)配置中啟用了匿名認(rèn)證，任何客戶端都能接入 EMQX。沒有啟用認(rèn)證插件或認(rèn)證插件沒有顯式允許/拒絕（ignore）連接請(qǐng)求時(shí)，EMQX 將根據(jù)匿名認(rèn)證啟用情況決定是否允許客戶端連接。
然后打開EMQX的管理后臺(tái)，可以看到我們的設(shè)備已經(jīng)登錄服務(wù)器了，名字為test1。
在訂閱主題的頁(yè)面也可以看到我們客戶端設(shè)備訂閱的主題。
5.5 客戶端認(rèn)證配置
EMQX 默認(rèn)配置中啟用了匿名認(rèn)證，任何客戶端都能接入 EMQX。沒有啟用認(rèn)證插件或認(rèn)證插件沒有顯式允許/拒絕（ignore）連接請(qǐng)求時(shí)，EMQX 將根據(jù)匿名認(rèn)證啟用情況決定是否允許客戶端連接。
在正式產(chǎn)品里肯定是要啟用認(rèn)證的，不然任何設(shè)備都能接入。
下面就介紹如何配置 客戶端認(rèn)證。
【1】打開客戶端認(rèn)證頁(yè)面
【2】選擇密碼認(rèn)證
【3】選擇內(nèi)置數(shù)據(jù)庫(kù)
【4】設(shè)置認(rèn)證方式（都可以默認(rèn)，不用改），直接點(diǎn)擊創(chuàng)建。
【5】創(chuàng)建成功后，點(diǎn)擊用戶管理
【6】添加用戶
【7】添加成功
【8】添加完畢之后，打開MQTT客戶端可以進(jìn)行測(cè)試。
登錄的時(shí)候，MQTT用戶名和密碼必須輸入正確，按照上一步添加的信息進(jìn)行如實(shí)填寫，否則是無法登錄服務(wù)器的。
5.6 客戶端授權(quán)配置
客戶端授權(quán)頁(yè)面可以配置每個(gè)客戶端(設(shè)備)的主題發(fā)布，訂閱權(quán)限。限制它是否可以發(fā)布主題，訂閱主題。 如果有需要就可以進(jìn)行配置。
http://127.0.0.1:18083/#/authorization/detail/built_in_database?tab=users
【1】創(chuàng)建數(shù)據(jù)源
【2】選擇內(nèi)置數(shù)據(jù)庫(kù)
【3】完成創(chuàng)建
【4】點(diǎn)擊權(quán)限管理
【5】選擇客戶端ID，點(diǎn)擊添加
【6】配置權(quán)限
5.7 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)(集成)
在集成選項(xiàng)里，可以對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)處理。 比如：轉(zhuǎn)發(fā)到自己的HTTP服務(wù)器，轉(zhuǎn)發(fā)到自己其他的MQTT服務(wù)器，創(chuàng)建規(guī)則，某些事件觸發(fā)某些動(dòng)作等等。
選擇數(shù)據(jù)橋接。
可以把數(shù)據(jù)發(fā)送端自己的HTTP服務(wù)器，或者發(fā)送到其他的MQTT服務(wù)器。
選擇HTTP服務(wù) （如果自己有HTTP服務(wù)器，可以將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給自己的HTTP服務(wù)器）。
七、MQTT客戶端消息互發(fā)測(cè)試
7.1 添加2個(gè)設(shè)備
為了方便測(cè)試設(shè)備間互相訂閱主題，數(shù)據(jù)收發(fā)，在客戶端認(rèn)證頁(yè)面至少添加2個(gè)設(shè)備。我這里分別添加了test1和test2。
7.2 設(shè)備間測(cè)試
設(shè)備A訂閱設(shè)備B的主題，設(shè)備B訂閱設(shè)備A的主題，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互發(fā)。
設(shè)備A的MQTT信息：
MQTT服務(wù)器地址：122.112.225.194
MQTT服務(wù)器端口號(hào)：1883
MQTT客戶端ID：AAA
MQTT用戶名：test1
MQTT登錄密碼：12345678
訂閱主題：BBB/#
發(fā)布主題：AAA/1
發(fā)布的消息：{ "msg": "我是AAA設(shè)備" }
設(shè)備B的MQTT信息：
MQTT服務(wù)器地址：122.112.225.194
MQTT服務(wù)器端口號(hào)：1883
MQTT客戶端ID：BBB
MQTT用戶名：test2
MQTT登錄密碼：12345678
訂閱主題：AAA/#
發(fā)布主題：BBB/1
發(fā)布的消息：{ "msg": "我是BBB設(shè)備" }
八、STM32硬件端開發(fā)
8.1 BC26模塊的AT指令調(diào)試過程
BC20/BC26 開啟GPS、連接MQTT服務(wù)器的AT指令發(fā)送流程。
(1)查詢模塊是否正常
AT
OK
(2)獲取卡號(hào),查詢卡是否插好
AT+CIMI
460041052911195
OK
(3)激活網(wǎng)絡(luò)
AT+CGATT=1
OK
(4)獲取網(wǎng)絡(luò)激活狀態(tài)
AT+CGATT?
+CGATT: 1
OK
(5)查詢網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量
AT+CSQ
+CSQ: 26,0
OK
(6)檢查網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)
AT+CEREG=? //檢查網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)
+CEREG: 0,1 //找網(wǎng)成功
OK
(7)激活GPS
激活GPS，要等一段時(shí)間
AT+QGNSSC=1
OK
(8)查詢GPS激活狀態(tài)
查詢激活狀態(tài)，1表示成功激活
AT+QGNSSC?
+QGNSSC: 1
OK
(9)獲取一次GPS定位語(yǔ)句
AT+QGNSSRD="NMEA/RMC"
+QGNSSRD: $GNRMC,120715.00,A,3150.78179,N,11711.93433,E,0.000,,310818,,,A,V*19
OK
(10)連接MQTT服務(wù)器
AT+QMTOPEN=0,"a161a58a78.iot-mqtts.cn-north-4.myhuaweicloud.com",1883
OK
+QMTOPEN: 0,0
(11)登錄MQTT服務(wù)器
命令格式: AT+QMTCONN=<tcpconnectID>,<clientID>,<username>,<password>
AT+QMTCONN=0,"6210e8acde9933029be8facf_dev1_0_0_2022021913","6210e8acde9933029be8facf_dev1","6cea55404b463e666cd7a6060daba745bbaa17fe7078dfef45f8151cdf19673d"
OK
+QMTCONN: 0,0,0
(12)訂閱主題
命令格式: AT+QMTSUB=<tcpconnectID>,<msgID>,"<topic1>”,<qos1>[,"<topic2>”,<qos2>…]
AT+QMTSUB=0,1,"$oc/devices/6210e8acde9933029be8facf_dev1/sys/messages/down",2
OK
+QMTSUB: 0,1,0,2
(13)發(fā)布主題
命令格式:AT+QMTPUB=<tcpconnectID>,<msgID>,<qos>,<retain>,"<topic>","<msg>"
先發(fā)送指令:
AT+QMTPUB=0,0,0,0,"$oc/devices/6210e8acde9933029be8facf_dev1/sys/properties/repor"
等待返回 ">"
接著發(fā)送數(shù)據(jù).不需要加回車。
"{"services": [{"service_id": "gps","properties":{"longitude":12.345,"latitude":33.345}}]}"
數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，再發(fā)送結(jié)束符。 十六進(jìn)制的值--0x1a 。某些串口調(diào)試助手可以適應(yīng)ctrl+z 快捷鍵輸入0xA
等待模塊返回"OK",到此數(shù)據(jù)發(fā)送完成。
OK
+QMTPUB: 0,0,0
8.2 BH1750傳感器
下面貼出的是BH1750核心讀取代碼，因?yàn)锽H1750本身就是標(biāo)準(zhǔn)的IIC協(xié)議，下面就不貼出IIC協(xié)議了，直接貼出封裝讀取光敏信息的代碼。
#include "bh1750.h"
float Read_BH1750_Data()
{
unsigned char t0;
unsigned char t1;
float t;
u8 r_s=0;
IIC_Start(); //發(fā)送起始信號(hào)
IIC_WriteOneByteData(0x46);
r_s=IIC_GetACK();//獲取應(yīng)答
if(r_s)printf("error:1rn");
IIC_WriteOneByteData(0x01);
r_s=IIC_GetACK();//獲取應(yīng)答
if(r_s)printf("error:2rn");
IIC_Stop(); //停止信號(hào)
IIC_Start(); //發(fā)送起始信號(hào)
IIC_WriteOneByteData(0x46);
r_s=IIC_GetACK();//獲取應(yīng)答
if(r_s)printf("error:3rn");
IIC_WriteOneByteData(0x01);
r_s=IIC_GetACK();//獲取應(yīng)答
if(r_s)printf("error:4rn");
IIC_Stop(); //停止信號(hào)
IIC_Start(); //發(fā)送起始信號(hào)
IIC_WriteOneByteData(0x46);
r_s=IIC_GetACK();//獲取應(yīng)答
if(r_s)printf("error:5rn");
IIC_WriteOneByteData(0x10);
r_s=IIC_GetACK();//獲取應(yīng)答
if(r_s)printf("error:6rn");
IIC_Stop(); //停止信號(hào)
DelayMs(100); //等待
IIC_Start(); //發(fā)送起始信號(hào)
IIC_WriteOneByteData(0x47);
r_s=IIC_GetACK();//獲取應(yīng)答
if(r_s)printf("error:7rn");
t0=IIC_ReadOneByteData(); //接收數(shù)據(jù)
IIC_SendACK(0); //發(fā)送應(yīng)答信號(hào)
t1=IIC_ReadOneByteData(); //接收數(shù)據(jù)
IIC_SendACK(1); //發(fā)送非應(yīng)答信號(hào)
IIC_Stop(); //停止信號(hào)
t=(((t0<<8)|t1)/1.2);
return t;
}
8.3 DHT11溫濕度模塊
下面貼出的是 DHT11 溫濕度傳感器驅(qū)動(dòng)代碼。
#include "dht11.h"
#include "delay.h"
//復(fù)位DHT11
void DHT11_Rst(void)
{
DHT11_IO_OUT(); //SET OUTPUT
DHT11_DQ_OUT=0; //拉低DQ
DelayMs(20); //拉低至少18ms
DHT11_DQ_OUT=1; //DQ=1
DelayUs(30); //主機(jī)拉高20~40us
}
//等待DHT11的回應(yīng)
//返回1:未檢測(cè)到DHT11的存在
//返回0:存在
u8 DHT11_Check(void)
{
u8 retry=0;
DHT11_IO_IN();//SET INPUT
while (DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11會(huì)拉低40~80us
{
retry++;
DelayUs(1);
};
if(retry>=100)return 1;
else retry=0;
while (!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11拉低后會(huì)再次拉高40~80us
{
retry++;
DelayUs(1);
};
if(retry>=100)return 1;
return 0;
}
//從DHT11讀取一個(gè)位
//返回值：1/0
u8 DHT11_Read_Bit(void)
{
u8 retry=0;
while(DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待變?yōu)榈?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/1465710.html">電平
{
retry++;
DelayUs(1);
}
retry=0;
while(!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待變高電平
{
retry++;
DelayUs(1);
}
DelayUs(40);//等待40us
if(DHT11_DQ_IN)return 1;
else return 0;
}
//從DHT11讀取一個(gè)字節(jié)
//返回值：讀到的數(shù)據(jù)
u8 DHT11_Read_Byte(void)
{
u8 i,dat;
dat=0;
for (i=0;i<8;i++)
{
dat<<=1;
dat|=DHT11_Read_Bit();
}
return dat;
}
//從DHT11讀取一次數(shù)據(jù)
//temp:溫度值(范圍:0~50°)
//humi:濕度值(范圍:20%~90%)
//返回值：0,正常;1,讀取失敗
u8 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi)
{
u8 buf[5];
u8 i;
DHT11_Rst();
//printf("------------------------rn");
if(DHT11_Check()==0)
{
for(i=0;i<5;i++)//讀取40位數(shù)據(jù)
{
buf[i]=DHT11_Read_Byte();
}
if((buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3])==buf[4])
{
*humi=buf[0];
*temp=buf[2];
}
}else return 1;
return 0;
}
//初始化DHT11的IO口 DQ 同時(shí)檢測(cè)DHT11的存在
//返回1:不存在
//返回0:存在
u8 DHT11_Init(void)
{
RCC->APB2ENR|=1<<2; //使能PORTA口時(shí)鐘
GPIOA->CRL&=0XFF0FFFFF;//PORTA.5 推挽輸出
GPIOA->CRL|=0X00300000;
GPIOA->ODR|=1<<5; //輸出1
DHT11_Rst();
return DHT11_Check();
}
8.4 土壤濕度傳感器
通過 ADC 模塊讀取土壤濕度代碼：
#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "stdio.h"
ADC_HandleTypeDef hadc1;
UART_HandleTypeDef huart1;
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_USART1_UART_Init(void);
static void MX_ADC1_Init(void);
int main(void)
{
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_USART1_UART_Init();
MX_ADC1_Init();
uint16_t adc_value;
while (1)
{
HAL_ADC_Start(&hadc1); // 啟動(dòng) ADC 轉(zhuǎn)換
if (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 100) == HAL_OK)
{
adc_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); // 讀取 ADC 值
char buffer[50];
sprintf(buffer, "Soil Moisture: %drn", adc_value);
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)buffer, strlen(buffer), HAL_MAX_DELAY); // 通過串口打印土壤濕度數(shù)據(jù)
}
HAL_Delay(1000); // 延時(shí)1秒
}
}
void SystemClock_Config(void)
{
// 略，根據(jù)實(shí)際情況配置系統(tǒng)時(shí)鐘
}
static void MX_ADC1_Init(void)
{
ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};
hadc1.Instance = ADC1;
hadc1.Init.ScanConvMode = DISABLE;
hadc1.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;
if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0; // 修改為實(shí)際連接的通道
sConfig.Rank = 1;
sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_13CYCLES_5; // 根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整采樣時(shí)間
if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
static void MX_USART1_UART_Init(void)
{
huart1.Instance = USART1;
huart1.Init.BaudRate = 115200;
huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
void Error_Handler(void)
{
while (1)
{
}
}
#ifdef USE_FULL_ASSERT
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
}
#endif
8.5 硬件連線
硬件連接方式:
1. TFT 1.44 寸彩屏接線
GND 電源地
VCC 接5V或3.3v電源
SCL 接PC8（SCL）
SDA 接PC9（SDA）
RST 接PC10
DC 接PB7
CS 接PB8
BL 接PB11
2. 板載LED燈接線
LED1---PA8
LED2---PD2 （被串口占用）
3. 板載按鍵接線
K0---PA0
K1---PC5
K2---PA15
4. ESP8266--WiFi模塊
ATK-ESP8266串口WIFI模塊與STM32的串口2相連接。
PA2(TX)--RXD 模塊接收腳
PA3(RX)--TXD 模塊發(fā)送腳
GND---GND 地
VCC---VCC 電源（3.3V~5.0V）
5. 環(huán)境光檢測(cè)檢測(cè)：BH1750數(shù)字傳感器
SDA-----PB7
SCL-----PB6
GND---GND 地
VCC---VCC 電源（3.3V~5.0V）
6. 溫濕度傳感器: DHT11
VCC--VCC
GND---GND
DAT---PA5
7. 土壤濕度傳感器
VCC--->5V
GND--->GND
DAT--->PA1
8. 繼電器控制--水泵抽水
VCC--->5V
GND--->GND
DAT--->PA6
8.6 KEIL工程
8.7 取模軟件使用
本地設(shè)備的LCD顯示屏上會(huì)顯示各種傳感器數(shù)據(jù)，需要用到中文、數(shù)字、字母。
當(dāng)前使用的取模軟件如下：
這是軟件的設(shè)置頁(yè)面：
8.8 核心代碼
while(1)
{
//按鍵可以手動(dòng)控制開啟水泵和補(bǔ)光燈
key=KEY_Scan();
if(key)printf("key=%drn",key);
//模式切換
if(key==2)
{
mode=!mode; //模式切換
printf("按鍵按下: 執(zhí)行模式切換: %drn",mode);
}
//控制水泵開關(guān)
if(key==1)
{
MOTOR=!MOTOR;
printf("控制水泵開關(guān): %drn",MOTOR);
}
//輪詢時(shí)間到達(dá)
if(time_cnt>20)
{
//模式顯示
if(mode) //自動(dòng)模式
{
LCD_ShowChineseFont(90,16*6+2,16,HZ_FONT_16[28],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(90+16,16*6+2,16,HZ_FONT_16[29],RED,0);
}
else //手動(dòng)模式
{
LCD_ShowChineseFont(90,16*6+2,16,HZ_FONT_16[30],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(90+16,16*6+2,16,HZ_FONT_16[31],RED,0);
}
//放到水里61，接觸空氣是135
//越濕潤(rùn)值越小，越干旱值越大
//土壤濕度
SOIL=GetAdcCHxDATA(1);
SOIL = 4095 - SOIL; //將干燥度轉(zhuǎn)為濕度
printf("土壤濕度:%drn",SOIL);
SOIL = (float)SOIL / (float)4095 * 100.0;
//【土壤濕度顯示】
sprintf(data_buff,"%5d",SOIL);
Gui_DrawFont_GBK16(72,16*4+2,RED,0,(u8*)data_buff);
//自動(dòng)模式下控制自動(dòng)澆水
if(mode)
{
//如果 SOIL <=0 表示是非法值，沒有放在土壤里
if(SOIL>1)
{
//根據(jù)濕度自動(dòng)開關(guān)水泵澆水
//這里的值根據(jù)自己實(shí)際測(cè)試情況修改
if(SOIL<MAX_SOIL)
{
//第一次進(jìn)來，才需要清除計(jì)數(shù)變量
if(motor_flag==0)
{
motor_sec_cnt=0;
}
motor_flag=1; //澆水
}
else
{
motor_flag=0; //停止?jié)菜?
}
}
}
//【濕度閥值顯示】
sprintf(data_buff,"%4d",MAX_SOIL);
Gui_DrawFont_GBK16(72,16*5+2,RED,0,(u8*)data_buff);
//【1】光強(qiáng)度
//讀取光強(qiáng)度
BH1750=Read_BH1750_Data();
printf("光強(qiáng)度:%drn",BH1750);
//顯示光強(qiáng)度
sprintf(data_buff,"%4d",BH1750);
Gui_DrawFont_GBK16(72,16*2+2,RED,0,(u8*)data_buff);
//【2】溫濕度
//讀取溫濕度
if(DHT11_Read_Data(&DHT11_T,&DHT11_H))
{
printf("溫度讀取失敗.rn");
}
printf("環(huán)境溫度:%drn環(huán)境濕度:%drn",DHT11_T,DHT11_H);
//顯示溫度
sprintf(data_buff,"%4d",DHT11_T);
Gui_DrawFont_GBK16(72,16*0+2,RED,0,(u8*)data_buff);
//顯示濕度
sprintf(data_buff,"%4d",DHT11_H);
Gui_DrawFont_GBK16(72,16*1+2,RED,0,(u8*)data_buff);
//土壤溫度
DS18B20=DS18B20_Get_Temp();
//轉(zhuǎn)換土壤溫度
sprintf(data_buff,"%d.%d",DS18B20>>4,DS18B20&0xF);
f_ds18b02=atof(data_buff);
//顯示土壤溫度
sprintf(data_buff,"%6.2f",f_ds18b02);
Gui_DrawFont_GBK16(72,16*4+2,RED,0,(u8*)data_buff);
printf("環(huán)境溫度:%d℃n",DHT11_T);
printf("環(huán)境濕度:%dn",DHT11_H);
printf("土壤濕度:%drn",SOIL);
printf("土壤溫度:%frn",f_ds18b02);
time_cnt=0;
LED1=!LED1;
//上報(bào)數(shù)據(jù)
sprintf(data_buff,"{"services": [{"service_id": "stm32","properties":{"DHT11_T":%d,"DHT11_H":%d,"BH1750":%d,"SOIL":%d,"DS18B20":%f,"MOTOR":%d,"mode":%d,"MAX_SOIL":%d}}]}",
DHT11_T,DHT11_H,BH1750,SOIL,f_ds18b02,MOTOR,mode,MAX_SOIL);
MQTT_PublishData(POST_TOPIC,data_buff,0);
printf("更新數(shù)據(jù).rn");
}
//接收WIFI返回的數(shù)據(jù)
if(USART3_RX_FLAG)
{
USART3_RX_BUFFER[USART3_RX_CNT]='?';
printf("WIFI收到數(shù)據(jù):rn");
//向串口打印服務(wù)器返回的數(shù)據(jù)
for(i=0;i<USART3_RX_CNT;i++)
{
printf("%c",USART3_RX_BUFFER[i]);
}
//如果是服務(wù)器下發(fā)了屬性事件
if(USART3_RX_CNT>5)
{
//開澆水電機(jī)
if(strstr((char*)&USART3_RX_BUFFER[5],""MOTOR":1"))
{
motor_sec_cnt=0;
motor_flag=1;
}
//關(guān)澆水電機(jī)
else if(strstr((char*)&USART3_RX_BUFFER[5],""MOTOR":0"))
{
motor_flag=0;
}
//設(shè)置濕度閥值
else if(strstr((char*)&USART3_RX_BUFFER[5],""MAX_SOIL":"))
{
find_p=strstr((char*)&USART3_RX_BUFFER[5],""MAX_SOIL":");
MAX_SOIL=atoi(find_p+11);
printf("設(shè)置濕度閥值:%drn",MAX_SOIL);
}
//自動(dòng)模式
if(strstr((char*)&USART3_RX_BUFFER[5],""mode":1"))
{
mode=1;
}
//手動(dòng)模式
else if(strstr((char*)&USART3_RX_BUFFER[5],""mode":0"))
{
mode=0;
}
//使用字符串查找函數(shù)
//設(shè)置屬性,澆水
//"motor":1
if(strstr((char*)&USART3_RX_BUFFER[5],"sys/commands/request_id="))
{
char *p=NULL;
p=strstr((char*)&USART3_RX_BUFFER[5],"request_id=");
if(p)
{
//解析數(shù)據(jù)
//$oc/devices/6434f5044f1d6803244e5db4_dev1/sys/commands/request_id=d2d11779-5bf6-42e5-a5b8-6efc91c7166c{"paras":{"MOTOR":1},"service_id":"stm32","command_name":"澆水電機(jī)控制"}
strncpy(request_id,p,47);
}
//上報(bào)數(shù)據(jù)
sprintf(mqtt_message,"{"result_code":0,"response_name":"COMMAND_RESPONSE","paras":{"result":"success"}}");
sprintf(data_buff,"$oc/devices/6434f5044f1d6803244e5db4_dev1/sys/commands/response/%s",
request_id);
MQTT_PublishData(data_buff,mqtt_message,0);
printf("發(fā)布主題:%srn",data_buff);
printf("發(fā)布數(shù)據(jù):%srn",mqtt_message);
}
}
USART3_RX_CNT=0;
USART3_RX_FLAG=0;
}
DelayMs(10);
time_cnt++;
}
8.9 程序正常運(yùn)行效果
設(shè)備運(yùn)行過程中會(huì)通過串口打印調(diào)試信息，我們可以通過串口打印了解程序是否正常。比如：ESP8266是否聯(lián)網(wǎng)成功，是否連接到服務(wù)器。
8.10 硬件技術(shù)問題
（1）STM32與物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器的交互協(xié)議
STM32硬件端與物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器通過WIFI進(jìn)行通信。每間隔一端時(shí)間，STM32就會(huì)向物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器上傳當(dāng)前傳感器的數(shù)據(jù)。
傳感器上傳組合的MQTT主題報(bào)文格式如下：
//上報(bào)數(shù)據(jù)
sprintf(data_buff,"{"services": [{"service_id": "stm32","properties":{"DHT11_T":%d,"DHT11_H":%d,"BH1750":%d,"SOIL":%d,"DS18B20":%f,"MOTOR":%d,"mode":%d,"MAX_SOIL":%d}}]}",
DHT11_T,DHT11_H,BH1750,SOIL,f_ds18b02,MOTOR,mode,MAX_SOIL);
MQTT_PublishData(POST_TOPIC,data_buff,0);
手機(jī)APP給STM32下發(fā)的消息：
len:162,Data:f$oc/devices/6434f5044f1d6803244e5db4_dev1/sys/commands/request_id=c1dc39a7-97d1-49f4-bee3-c6bc96e002c4{"paras":{"MOTOR":0},"service_id":null,"command_name":null}
len:166,Data:f$oc/devices/6434f5044f1d6803244e5db4_dev1/sys/commands/request_id=b5c6cee2-c3fc-4fc9-a9c5-8528e180ece4{"paras":{"MAX_SOIL":60},"service_id":null,"command_name":null}
len:166,Data:f$oc/devices/6434f5044f1d6803244e5db4_dev1/sys/commands/request_id=11715fde-1f5b-4864-8499-73cbedc24ec9{"paras":{"MAX_SOIL":89},"service_id":null,"command_name":null}
len:162,Data:f$oc/devices/6434f5044f1d6803244e5db4_dev1/sys/commands/request_id=29f10139-e414-4632-aeb1-4d17ac6a3959{"paras":{"MOTOR":1},"service_id":null,"command_name":null}
len:161,Data:f$oc/devices/6434f5044f1d6803244e5db4_dev1/sys/commands/request_id=86722292-d182-485a-a20f-e980643ead0e{"paras":{"mode":0},"service_id":null,"command_name":null}
（2）ESP8266-WIFI功能介紹
當(dāng)前項(xiàng)目采用ESP8266模塊完成與智慧大屏的通訊，ESP8266支持AP和STA模式；當(dāng)前項(xiàng)目里配置成STA模式，去連接指定的WIFI熱點(diǎn)，連接之后配置成TCP客戶端模式，連接智慧大屏創(chuàng)建的TCP服務(wù)器，然后就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸同通訊。ESP8266和智慧大屏必須在一個(gè)局域網(wǎng)里才可以連接，也就是需要連接同一個(gè)熱點(diǎn)。
下面是ESP8266的特點(diǎn)介紹：
ESP8266是一款Wi-Fi適用的可編程網(wǎng)絡(luò)單芯片，搭載一個(gè)Tensilica L106 32-位處理器，可支持802.11 b/g/n Wi-Fi 功能，還有一個(gè)低功耗的10-bit精度的模擬/數(shù)字信號(hào)處理器和高度集成的低功耗，高安全性的TLS/SSL協(xié)議核心，能夠支持用戶終端上的全功能的低成本IoT應(yīng)用。
（3）DHT11溫濕度傳感器
DHT11是一款有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度傳感器。 其精度濕度±5%RH， 溫度±2℃，量程濕度5~95%RH， 溫度-20~+60℃。
DHT11應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性和卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗，使其成為該類應(yīng)用中，在苛刻應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選擇。產(chǎn)品為4針單排引腳封裝，連接方便。
該傳感器包括一個(gè)電阻式測(cè)濕元件和一個(gè) NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能 8 位單片機(jī)相連接。通過單片機(jī)等微處理器簡(jiǎn)單的電路連接就能夠?qū)崟r(shí)的采集本地濕度和溫度。DHT11 與單片機(jī)之間能采用簡(jiǎn)單的單總線進(jìn)行通信，僅僅需要一個(gè) I/O 口。傳感器內(nèi)部濕度和溫度數(shù)據(jù) 40Bit 的數(shù)據(jù)一次性傳給單片機(jī)，數(shù)據(jù)采用校驗(yàn)和方式進(jìn)行校驗(yàn)，有效的保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。DHT11 功耗很低，5V 電源電壓下，工作平均最大電流 0.5mA。
DHT11 的技術(shù)參數(shù)如下：
? 工作電壓范圍：3.3V-5.5V
? 工作電流 ：平均 0.5mA
? 輸出：?jiǎn)慰偩€數(shù)字信號(hào)
? 測(cè)量范圍：濕度 20~90％RH，溫度 0~50℃
? 精度 ：濕度±5%，溫度±2℃
? 分辨率 ：濕度 1%，溫度 1℃
DHT11 數(shù)字濕溫度傳感器采用單總線數(shù)據(jù)格式。即，單個(gè)數(shù)據(jù)引腳端口完成輸入輸出雙向傳輸。其數(shù)據(jù)包由 5Byte（40Bit）組成。數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分，一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit，高位先出。
DHT11 的數(shù)據(jù)格式為：8bit 濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit 濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit 溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit 溫度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit 校驗(yàn)和。其中校驗(yàn)和數(shù)據(jù)為前四個(gè)字節(jié)相加。
九、硬件選型
【1】母對(duì)母杜邦線
作用： 連接模塊與單片機(jī)。
鏈接：https://detail.tmall.com/item.htm?ali_refid=a3_430582_1006:1104520036:N:MsF9mE9KLTC2IibWJh%20K1A==:adaa6d3d7abe6f1f07b87a36416ee4fb&ali_trackid=1_adaa6d3d7abe6f1f07b87a36416ee4fb&id=14466195609&skuId=3936936817454&spm=a230r.1.14.1
【2】洞洞板
鏈接：https://detail.tmall.com/item.htm?spm=a230r.1.14.34.16b221829wBwAI&id=525489414251&ns=1&abbucket=9&skuId=3929211749440
【3】USB下載線
鏈接：https://detail.tmall.com/item.htm?areaId=500100&cat_id=2&id=36635861113&is_b=1&rn=b29713f11d07002439272415bce5c7e1&skuId=3762719825529&spm=a220m.1000858.1000725.31.46e677b4qLTl6B&user_id=1695056989
【4】STM32F103RCT6開發(fā)板
主控CPU采用STM32F103RCT6，這顆芯片包括48 KB SRAM、256 KB Flash、2個(gè)基本定時(shí)器、4個(gè)通用定時(shí)器、2個(gè)高級(jí)定時(shí)器、51個(gè)通用IO口、5個(gè)串口、2個(gè)DMA控制器、3個(gè)SPI、2個(gè)I2C、1個(gè)USB、1個(gè)CAN、3個(gè)12位ADC、1個(gè)12位DAC、1個(gè)SDIO接口，芯片屬于大容量類型，配置較高，整體符合硬件選型設(shè)計(jì)。當(dāng)前選擇的這款開發(fā)板自帶了一個(gè)1.4寸的TFT-LCD彩屏，可以顯示當(dāng)前傳感器數(shù)據(jù)以及一些運(yùn)行狀態(tài)信息。
鏈接：https://detail.tmall.com/item.htm?id=540109077095&skuId=4456080806080&spm=a1z0d.6639537.1997196601.4.69157484Ospeps
【5】 DHT11溫濕度傳感器
DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，成本低、相對(duì)濕度和溫度測(cè)量、快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、信號(hào)傳輸距離長(zhǎng)、數(shù)字信號(hào)輸出、精確校準(zhǔn)。傳感器包括一個(gè)電容式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接?？捎糜谂照{(diào)、除濕器、測(cè)試及檢測(cè)設(shè)備、消費(fèi)品、汽車、自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)記錄器、氣象站、家電、濕度調(diào)節(jié)器、醫(yī)療、其他相關(guān)濕度檢測(cè)控制。
特點(diǎn)如下：
1、可以檢測(cè)周圍環(huán)境的濕度
2、可以檢測(cè)周圍環(huán)境的溫度
3、濕度測(cè)量范圍:20%-95%（0度-50度范圍）濕度測(cè)量誤差:±5%4、溫度測(cè)量范圍:o度-50度溫度測(cè)量誤差:±2度
4、工作電壓3.3V-5V
5、輸出形式數(shù)字輸出
https://detail.tmall.com/item.htm?id=15598344236&ali_refid=a3_430582_1006:1104520036:N:TAiHo9GD8eTurMzH21/csQ==:bead289475b4a86864858785eb160a52&ali_trackid=1_bead289475b4a86864858785eb160a52&spm=a230r.1.14.1&skuId=4835521242383
【6】BH1750光敏傳感器
鏈接：https://detail.tmall.com/item.htm?abbucket=3&id=543135220776&ns=1&spm=a230r.1.14.16.d7597d40XRn0Ec
【7】 ESP8266 WIFI
鏈接：https://detail.tmall.com/item.htm?spm=a230r.1.14.1.322267d12csSBI&id=609757779633&ns=1&abbucket=9&skuId=4447338308660
■模塊采用串口(LVTTL) 與MCU (或其他串口設(shè)備) 通信，內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧，能夠?qū)崿F(xiàn)串口與WIFI之間的轉(zhuǎn)換
■模塊支持LVTTL串口， 兼容3…3V和5V單片機(jī)系統(tǒng)
■模塊支持串 口轉(zhuǎn)WIFI STA、串口轉(zhuǎn)AP和WIFI STA+WIFI AP的模式，從而快速構(gòu)建串口-WIFI數(shù)據(jù)傳輸方案
■模塊小巧(19mm*29mm)， 通過6個(gè)2.54mm間距排針與外部連接
【8】 繼電器
鏈接：https://detail.tmall.com/item.htm?abbucket=0&id=41268748362&ns=1&spm=a21n57.1.0.0.1f98523c5N83UP
【9】土壤濕度傳感器
鏈接： https://detail.tmall.com/item.htm?spm=a230r.1.14.16.f54e4813fvxQrB&id=37365775741&ns=1&abbucket=19&skuId=4136086852947
十、上位機(jī)開發(fā)
10.1 說明
一套完整的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。會(huì)分為設(shè)備端，服務(wù)器，上位機(jī)部分。
這個(gè)章節(jié)，介紹采用Qt開發(fā)上位機(jī)的過程。利用EMQX提供的API接口與MQTT客戶端設(shè)備進(jìn)行通信，完成數(shù)據(jù)上傳，命令下發(fā)等功能。
10.2 查看全部的API接口
幫助文檔地址: https://www.emqx.io/docs/zh/v5.0/admin/api.html#%E8%AE%A4%E8%AF%81
EMQX 提供了管理監(jiān)控 REST API，這些 API 遵循 OpenAPI (Swagger) 3.0 規(guī)范。
EMQX 在 REST API 上做了版本控制，EMQX 5.0.0 以后的所有 API 調(diào)用均以 /api/v5 開頭。
EMQX 服務(wù)啟動(dòng)后，可以訪問 http://localhost:18083/api-docs/index.html (opens new window)來查看 API 的文檔。還可以直接在 Swagger UI 上嘗試執(zhí)行一些 API。
比如： 我的EMQX服務(wù)器是在華為云ECS服務(wù)器上搭建，公網(wǎng)IP是: 122.112.225.194
那我訪問API文檔的地址就是下面這樣的格式: 在瀏覽器里打開即可。
http://122.112.225.194:18083/api-docs/index.html
訪問效果如下:
10.3 創(chuàng)建API密匙
【1】登錄EMQX的后臺(tái)管理頁(yè)面: http://122.112.225.194:18083/
【2】找到菜單里的 系統(tǒng)設(shè)置選項(xiàng)–>API密匙。
【3】創(chuàng)建密匙。
【4】填寫密匙名稱
【5】創(chuàng)建成功
【6】得到API Key 和 Secret Key
API Key : f072a6e9758b8cdf
Secret Key : LzwPB71Yf7PTED39C7RGboz9C9ANhv83ULUynTANgog4hG
10.4 測(cè)試API: 獲取節(jié)點(diǎn)信息
上一步已經(jīng)創(chuàng)建好API的訪問密匙，這里就以 獲取節(jié)點(diǎn)信息為例，調(diào)用獲取節(jié)點(diǎn)信息的API接口，獲取節(jié)點(diǎn) 信息。
接口在API文檔里的介紹：
根據(jù)前面的API訪問路徑規(guī)則說明； 那么，獲取節(jié)點(diǎn)信息的API完整訪問路徑為：
http://122.112.225.194:18083/api/v5/nodes
接下來就用python寫一份代碼，測(cè)試一下接口是否可以正常訪問。 python代碼直接放服務(wù)器運(yùn)行（主要是我本地沒有安裝python環(huán)境，云服務(wù)器的環(huán)境是已經(jīng)安裝OK的，測(cè)試方便）。
【1】在云服務(wù)器上創(chuàng)建一個(gè)python文件，方便測(cè)試代碼
【2】創(chuàng)建之后FinaShell自動(dòng)上傳到服務(wù)器
【3】編輯代碼
在這里雙擊要編輯的文件，就可以打開文件進(jìn)行編輯。默認(rèn)采用內(nèi)置的編輯器，也可以選擇自己電腦上的外置編輯器。
【4】代碼編輯完成，按下鍵盤快捷鍵Ctrl + S 保存文件內(nèi)容，保存之后文件內(nèi)容會(huì)自動(dòng)同步到服務(wù)器。
保存后提示，自動(dòng)上傳。
寫入的代碼如下：
import urllib.request
import json
import base64
username = 'f072a6e9758b8cdf'
password = 'LzwPB71Yf7PTED39C7RGboz9C9ANhv83ULUynTANgog4hG'
url = 'http://122.112.225.194:18083/api/v5/nodes'
req = urllib.request.Request(url)
req.add_header('Content-Type', 'application/json')
auth_header = "Basic " + base64.b64encode((username + ":" + password).encode()).decode()
req.add_header('Authorization', auth_header)
with urllib.request.urlopen(req) as response:
data = json.loads(response.read().decode())
print(data)
【5】執(zhí)行代碼，返回結(jié)果
通過返回信息來看，節(jié)點(diǎn)信息獲取是沒有問題的。
root@emqx:~/emqx# python3 http_api_test.sh
[{'connections': 0, 'edition': 'Opensource', 'live_connections': 0, 'load1': 0.0, 'load15': 0.0, 'load5': 0.0, 'log_path': '/var/log/emqx', 'max_fds': 1048576, 'memory_total': '3.66G', 'memory_used': '612.59M', 'node': 'emqx@127.0.0.1', 'node_status': 'running', 'otp_release': '25.3.2-2/13.2.2', 'process_available': 2097152, 'process_used': 543, 'role': 'core', 'sys_path': '/usr/lib/emqx', 'uptime': 84000040, 'version': '5.3.1-alpha.1'}]
root@emqx:~/emqx# python3 http_api_test.sh
[{'connections': 0, 'edition': 'Opensource', 'live_connections': 0, 'load1': 0.0, 'load15': 0.0, 'load5': 0.0, 'log_path': '/var/log/emqx', 'max_fds': 1048576, 'memory_total': '3.66G', 'memory_used': '613.23M', 'node': 'emqx@127.0.0.1', 'node_status': 'running', 'otp_release': '25.3.2-2/13.2.2', 'process_available': 2097152, 'process_used': 543, 'role': 'core', 'sys_path': '/usr/lib/emqx', 'uptime': 84008046, 'version': '5.3.1-alpha.1'}]
10.5 在線調(diào)試(獲取主題列表)
在編寫代碼之前，可以先測(cè)試下API接口的效果，可以直接在Swagger UI界面直接調(diào)試API。
地址: http://122.112.225.194:18083/api-docs/index.html#/
例如：以獲取以訂閱主題列表的API接口為例。
【1】在Swagger UI界面上找到對(duì)應(yīng)的API接口。
【2】點(diǎn)擊API說明，展開詳情
【3】點(diǎn)擊右邊的試試看按鈕。
【4】點(diǎn)擊執(zhí)行
【5】然后會(huì)彈出提示框，讓你填入用戶名和密碼。
這個(gè)用戶名和密碼就是前面創(chuàng)建API密匙生成的API Key（用戶名） 和 Secret Key（密碼） 。
API Key : f072a6e9758b8cdf
Secret Key : LzwPB71Yf7PTED39C7RGboz9C9ANhv83ULUynTANgog4hG
【6】根據(jù)提示輸入用戶名和密碼，再點(diǎn)擊登錄。
【7】再次點(diǎn)擊執(zhí)行，就可以看到接口返回的數(shù)據(jù)了。
并且在頁(yè)面上也寫出了，請(qǐng)求的信息。使用curl命令行給出詳細(xì)的請(qǐng)求過程，參考這個(gè)就可以自己寫代碼了。
【8】API調(diào)用,curl命令行執(zhí)行代碼如下：
curl -X 'GET'
'http://122.112.225.194:18083/api/v5/topics?node=emqx%40127.0.0.1&page=1&limit=50'
-H 'accept: application/json'
【9】python代碼實(shí)現(xiàn)
import requests
url = 'http://122.112.225.194:18083/api/v5/topics?node=emqx%40127.0.0.1&page=1&limit=50'
headers = {'accept': 'application/json'}
response = requests.get(url, headers=headers)
if response.status_code == 200:
data = response.json()
# 在這里處理返回的數(shù)據(jù)
print(data)
else:
print("請(qǐng)求失敗，狀態(tài)碼：", response.status_code)
10.6 在線調(diào)試(發(fā)布主題)
API里也支持發(fā)布主題，利用HTTP協(xié)議發(fā)布主題消息，如果設(shè)備端訂閱了該主題，就可以收到API接口發(fā)布的消息。
【1】先找到發(fā)布主題的API接口
【2】點(diǎn)擊API名字，展開詳情
【3】點(diǎn)擊右邊的Try it out按鈕。
【4】參數(shù)填寫說明
因?yàn)檫@個(gè)接口是發(fā)送主題的，需要填參數(shù)，填自己需要發(fā)布什么主題，什么消息。
出來的框框里就是發(fā)布信息，根據(jù)自己需要修改。
topic就是發(fā)布的主題。 payload 就是發(fā)布的消息內(nèi)容。 只要MQTT客戶端訂閱了這個(gè)主題，就可以收到發(fā)布的消息。
這個(gè)主題的名字可以隨便改的。我這里就用默認(rèn)的名字和內(nèi)容測(cè)試。
{
"payload_encoding": "plain",
"topic": "api/example/topic",
"qos": 0,
"payload": "hello emqx api",
"properties": {
"payload_format_indicator": 0,
"message_expiry_interval": 0,
"response_topic": "some_other_topic",
"correlation_data": "string",
"user_properties": {
"foo": "bar"
},
"content_type": "text/plain"
},
"retain": false
}
【5】MQTT客戶端登錄。
打開MQTT客戶端，登錄服務(wù)器，訂閱api/example/topic主題。
【6】在API調(diào)試頁(yè)面，點(diǎn)擊執(zhí)行
【7】執(zhí)行之后，在MQTT客戶端的就可以收到API下發(fā)的消息了。
【8】API接口調(diào)用，curl命令行執(zhí)行的代碼如下：
curl -X 'POST'
'http://122.112.225.194:18083/api/v5/publish'
-H 'accept: application/json'
-H 'Content-Type: application/json'
-d '{
"payload_encoding": "plain",
"topic": "api/example/topic",
"qos": 0,
"payload": "hello emqx api",
"properties": {
"payload_format_indicator": 0,
"message_expiry_interval": 0,
"response_topic": "some_other_topic",
"correlation_data": "string",
"user_properties": {
"foo": "bar"
},
"content_type": "text/plain"
},
"retain": false
}'
【9】Python代碼實(shí)現(xiàn)
import requests
import json
url = 'http://122.112.225.194:18083/api/v5/publish'
headers = {
'accept': 'application/json',
'Content-Type': 'application/json'
}
data = {
"payload_encoding": "plain",
"topic": "api/example/topic",
"qos": 0,
"payload": "hello emqx api",
"properties": {
"payload_format_indicator": 0,
"message_expiry_interval": 0,
"response_topic": "some_other_topic",
"correlation_data": "string",
"user_properties": {
"foo": "bar"
},
"content_type": "text/plain"
},
"retain": False
}
response = requests.post(url, headers=headers, data=json.dumps(data))
if response.status_code == 200:
print("消息發(fā)布成功")
else:
print("消息發(fā)布失敗，狀態(tài)碼：", response.status_code)
10.7 安裝Qt環(huán)境
Qt的中文官網(wǎng)： https://www.qt.io/zh-cn/
QT5.12.6的下載地址：https://download.qt.io/archive/qt/5.12/5.12.6
打開下載鏈接后選擇下面的版本進(jìn)行下載：
qt-opensource-windows-x86-5.12.6.exe 13-Nov-2019 07:28 3.7G Details
軟件安裝時(shí)斷網(wǎng)安裝，否則會(huì)提示輸入賬戶。
安裝的時(shí)候，第一個(gè)復(fù)選框里勾選一個(gè)mingw 32編譯器即可，其他的不管默認(rèn)就行，直接點(diǎn)擊下一步繼續(xù)安裝。
說明： 我這里只是介紹PC端的環(huán)境搭建（這個(gè)比較簡(jiǎn)單）。 Android的開發(fā)環(huán)境比較麻煩，可以去我的博客里看詳細(xì)文章。
選擇MinGW 32-bit 編譯器：
10.8 新建Qt工程
【1】新建工程
【2】設(shè)置工程名字
【3】選擇QWiget父類
【4】選擇編譯套件: 如果電腦沒有安裝VS環(huán)境，就選MinGW，這個(gè)比較簡(jiǎn)單沒有其他依賴環(huán)境問題。 具體看自己編譯的程序最終在哪里運(yùn)行，來選擇合適的編譯器。
【5】創(chuàng)建完成
【6】點(diǎn)擊左下角設(shè)置發(fā)布類型。默認(rèn)是Debug，選擇Release，運(yùn)行效率高一些（如果需要調(diào)試就選擇Debug）。
10.9 設(shè)計(jì)代碼
【1】獲取服務(wù)器節(jié)點(diǎn)信息
QString requestUrl;
QNetworkRequest request;
request.setUrl(QUrl("http://100.112.225.194:18083/api/v5/nodes"));
request.setHeader(QNetworkRequest::ContentTypeHeader, "application/json");
QString username = "f072a6e9758b8cdf";
QString password = "LzwPB71Yf7PTED39C7RGboz9C9ANhv83ULUynTANgog4hG";
QString concatenated = username + ":" + password;
QByteArray data = concatenated.toLocal8Bit().toBase64();
QString headerData = "Basic " + data;
request.setRawHeader("Authorization", headerData.toLocal8Bit());
//發(fā)送請(qǐng)求
manager->get(request);
【2】獲得訂閱的主題列表
QString requestUrl;
QNetworkRequest request;
request.setUrl(QUrl("http://100.112.225.194:18083/api/v5/topics"));
request.setHeader(QNetworkRequest::ContentTypeHeader, "application/json");
QString username = "f072a6e9758b8cdf";
QString password = "LzwPB71Yf7PTED39C7RGboz9C9ANhv83ULUynTANgog4hG";
QString concatenated = username + ":" + password;
QByteArray data = concatenated.toLocal8Bit().toBase64();
QString headerData = "Basic " + data;
request.setRawHeader("Authorization", headerData.toLocal8Bit());
//發(fā)送請(qǐng)求
manager->get(request);
【3】發(fā)布主題
void Widget::publish_topic_http_post(QString topic,QString message)
{
QString requestUrl;
QNetworkRequest request;
request.setUrl(QUrl(QString("http://%1:18083/api/v5/publish").arg(emqx_ip)));
request.setHeader(QNetworkRequest::ContentTypeHeader, "application/json");
request.setRawHeader("Authorization", "Basic ZjA3MmE2ZTk3NThiOGNkZjpMendQQjcxWWY3UFRFRDM5QzdSR2JvejlDOUFOaHY4M1VMVXluVEFOZ29nNGhH");
QJsonObject payload;
payload["payload_encoding"] = "plain";
payload["topic"] = topic; // "api/example/topic";
payload["qos"] = 0;
payload["payload"] =message; // "hello emqx api";
QJsonObject properties;
properties["payload_format_indicator"] = 0;
properties["message_expiry_interval"] = 0;
properties["response_topic"] = "some_other_topic";
properties["correlation_data"] = "string";
QJsonObject userProperties;
userProperties["foo"] = "bar";
properties["user_properties"] = userProperties;
properties["content_type"] = "text/plain";
payload["properties"] = properties;
payload["retain"] = false;
QJsonDocument jsonDoc(payload);
QByteArray jsonData = jsonDoc.toJson();
//發(fā)送請(qǐng)求
manager->post(request, jsonData);
}
調(diào)用示例：
//發(fā)布主題
publish_topic_http_post("api/cmd/topic","hello mqtt dev");
十一、制作過程
十二、總結(jié)
本智慧農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目基于STM32F103RCT6微控制器為核心，通過集成DHT11溫濕度傳感器、BH1750光照強(qiáng)度傳感器和土壤濕度檢測(cè)傳感器等設(shè)備，構(gòu)建了一套全面的農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。當(dāng)環(huán)境參數(shù)超出預(yù)設(shè)閾值時(shí)，系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)報(bào)警并自動(dòng)或提醒進(jìn)行灌溉、施肥等操作，同時(shí)利用蜂鳴器發(fā)出聲音警報(bào)。
在遠(yuǎn)程控制方面，系統(tǒng)采用NBIoT-BC26模塊實(shí)現(xiàn)了無線通信功能，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至云端MQTT服務(wù)器，并通過EMQX開源框架搭建的服務(wù)器處理數(shù)據(jù)。用戶可通過微信小程序隨時(shí)隨地查看農(nóng)田環(huán)境的各項(xiàng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的遠(yuǎn)程監(jiān)控，并能便捷地執(zhí)行手動(dòng)灌溉、開啟補(bǔ)光燈等遠(yuǎn)程控制操作。
本項(xiàng)目的成功實(shí)施，不僅有效提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的智能化水平，降低了人工管理成本，而且為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和智慧農(nóng)業(yè)提供了有力的技術(shù)支持。未來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算和人工智能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，這套智慧農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)將有望在更多領(lǐng)域推廣使用，助力我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)朝著更高效、智能、可持續(xù)的方向邁進(jìn)。
